LIFE14 ENV/IT/000082 LIFE M&M Man and Metal

IL PROGRAMMA LIFE

Il programma LIFE è lo strumento finanziario dell’Unione Europea per l’ambiente e l’azione per il clima. L’obiettivo generale di LIFE è quello di contribuire all’implementazione, all’aggiornamento e allo sviluppo della politica e della legislazione Europea in materia di ambiente e di clima, mediante il cofinanziamento di progetti con valore aggiunto Europeo.

LIFE nasce nel 1992 e, ad oggi, ha già completato quattro fasi del programma (LIFE I, LIFE II, LIFE III, LIFE+). Durante questo periodo, LIFE ha cofinanziato 3.954 progetti all’interno della UE, contribuendo con circa € 3,1 miliardi alla protezione dell’ambiente.

Il programma LIFE è gestito dalla Commissione Europea (DG Ambiente e DG Azione per il clima). La Commissione ha delegato l’implementazione di diverse componenti del programma LIFE all’Agenzia Esecutiva per le Piccole e Medie Imprese (EASME, Executive Agency for Small and Medium-sized Enterprises). Team esterni di selezione, monitoraggio e comunicazione forniscono assistenza alla Commissione e a EASME.

Nel nuovo programma LIFE 2014-2020 è stato adottato il Regolamento (EC) No 1293/2013. con Decisione della Commissione del 19/03/2014. Il budget totale per questo periodo ammonta a € 3,4 miliardi.

Il programma LIFE contribuirà allo sviluppo sostenibile e al raggiungimento degli obiettivi della Strategia Europa 2020, del 7° Programma d’azione per l’ambiente dell’Unione e di altre strategie e piani Europei in materia ambientale e di clima.

Il sottoprogramma “Ambiente” del nuovo programma copre tre aree prioritarie: ambiente e efficienza delle risorse, natura e biodiversità, governance e informazione ambientale. Il sottoprogramma “Azione per il clima” copre mitigazione dei cambiamenti climatici, adattamento ai cambiamenti climatici, governance e informazione per il clima.

Il programma prevede anche una nuova categoria di progetti: i progetti integrati finanziati congiuntamente, che opereranno su larga scala territoriale.

Maggiori Informazioni: Programma Life

BACKGROUND E OBIETTIVI

Uno dei metodi più diffusi ed efficaci di protezione del filo metallico è la ricopertura galvanica o zincatura. Il filo deve essere sottoposto a sgrassaggio, decapaggio, flussaggio e pre-riscaldo a 100°C, prima di essere immerso in una vasca di zinco fuso a 455°C. Tale sistema ha però un forte impatto ambientale, tra cui un alto consumo di zinco (materia prima in rapido esaurimento) e un’elevata produzione di CO2.

Lo scopo del progetto è quello di sviluppare un innovativo modello di business per ottenere un filo metallico realmente eco-compatibilie, nel quale la tradizionale zincatura a caldo è sostituita con un’applicazione controllata di metalli leggeri protettivi (alluminio e quasi-leghe di zinco contenenti un’elevata percentuale di alluminio, utilizzando fonti di metalli riciclati) a spessore ridotto, per ottenere prodotti estremamente durevoli e pienamente riciclabili.

IL PROGETTO LIFE M&M Man and Metal

Il progetto LIFE M&M Man and Metal è parte del rivoluzionario processo del Gruppo Cavatorta di modificare ogni aspetto inquinante delle sue aziende per convertire questo tipo di processi in tecniche sostenibili: Metallurgica Abruzzese infatti ha già presentato altri progetti LIFE, positivamente conclusi, dei quali questo progetto è complementare per consolidare e completare il processo.

Anche se sembra avere scopi simili, la sua applicazione è complementare all’interno del ciclo produttivo e dedicata a prodotti differenti.
Il progetto è basato su un nuovo sistema di protezione del filo metallico per la produzione di un’innovativa gamma di prodotti, caratterizzato da una forte riduzione dell’uso di zinco e da massima resistenza alla corrosione, grazie al sottile strato di ricopertura con elementi protettivi, quali alluminio e leghe di zinco contenenti un’alta percentuale di alluminio (quasi-leghe).

AZIONI DI SVILUPPO

Il progetto prevede quattro diverse fasi, la cui sinergia porterà indubbi benefici ambientali e tecnologici:

  1. ALLOY: sviluppo di leghe Zn-Al e quasi-leghe con un alto contenuto di Alluminio per la protezione di acciai a basso tenore di carbonio, utilizzando Zn e Al riciclato (quali scarti e trucioli di alluminio e scorie di zinco); preparazione delle polveri per termospruzzatura e riciclaggio dell’overspray raccolto nella fase di deposizione per creare nuove leghe.
  2. RICOPERTURA: studio, progettazione e sviluppo di un sistema di termospruzzatura multi-ugelli, in grado di assicurare un’omogenea ricopertura edl filo d’acciaio in rapido movimento e di recuperare l’overspray; installazione del sistema di deposizione e test operativi con polveri di leghe e quasi-leghe Al-Zn.
  3. DENSIFICAZIONE: studio e progettazione di un sistema di granigliatura del filo ricoperto mediante termospruzzatura, con lo scopo di aumentare la sua densità superficiale garantendo la quasi completa assenza di porosità che normalmente si forma durante i tipici processi di termospruzzatura con leghe leggere.
  4. DIMOSTRAZIONE: realizzazione di prodotti protetti dalle nuove leghe (fili, reti) e loro caratterizzazione in confronto con i prodotti zincati normalmente prodotti; definizione dei metodi di riciclaggio e LCA del nuovo materiale.

RISULTATI ATTESI

I benefici principali derivanti dall’innovazione proposta sono di natura ambientale, tecnica ed economica:

  • Riduzione dell’uso di Zn, che è in rapido esaurimento, fino al 90% nelle leghe protettive.
  • Riduzione dello spessore del rivestimento protettivo di oltre il 40%, con conseguente risparmio di materie prime.
  • Sviluppo di leghe e pseudo-leghe protettive utilizzando metalli di recupero, alcuni recuperati internamente (scorie di zinco) e altri da altre aziende vicine (trucioli e sfridi di leghe di alluminio).
  • Riduzione dell’embodied energy e della produzione di CO2 del 20% rispetto al tradizionale filo zincato.
  • Incremento della vita utile dei prodotti, stimata nel 250% rispetto alla normale zincatura a caldo (il tasso di corrosione è ridotto del 250%) in ambienti rurali; incremento fino all’800% in ambienti industriali, a parità di spessore.
  • Eliminazione della formazione di composti intermetallici e facilità di recupero delle leghe o pseudo leghe depositate o derivanti da overspray.
  • Miglior duttilità del filo ricoperto, senza composti intermetallici duri e fragili.
  • Miglior resistenza superficiale e aspetto della superficie protetta.

SVOLGIMENTO DEL PROGETTO

Il progetto è iniziato regolarmente in Settembre 2015. Si sono dapprima pianificate le azioni di gestione e di monitoraggio, coinvolgendo anche il partner Università di Padova, che stanno consentendo il regolare svolgimento del progetto, nel rispetto dei tempi, degli obiettivi e dei costi previsti.

Dal punto di vista tecnico, il progetto è iniziato con una prima fase riguardante l’azione ALLOY. Lo scopo principale di questa azione era quella di identificare le possibili leghe o pseudo-leghe da utilizzare nella fase di termospruzzatura e in grado di fornire un’eccellente protezione dalla corrosione al filo metallico.

L’azione è stata suddivisa in quattro diverse sotto-azioni:


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Selezione di leghe e pseudo-leghe di Al-Zn per la ricopertura protettiva del filo


1.2
Identificazione e reperimento di metalli riciclati che possano essere usati nella produzione di leghe e pseudo-leghe utilizzabili nel processo di termospruzzatura

Con queste due sub-action si sono individuati i materiali da utilizzare per effettuare la ricopertura del filo metallico mediante termospruzzatura, al fine di garantire una protezione dalla corrosione almeno pari (se non superiore) a quella ottenibile con la tradizionale zincatura a caldo, e i relativi fornitori di tali materiali.

Dopo un’accurata analisi dei materiali utilizzabili, si è deciso di indirizzarsi verso una serie di metalli, tutti provenienti da rifiuti (di lavorazione interna e non), al fine di permettere l’ottenimento di diverse tipologie di prodotto, da utilizzarsi in diversi ambienti:

  • Zinco, ottenuto principalmente dai rifiuti (matte di zinco) derivanti dai processi di galvanizzazione a caldo. Si è deciso di utilizzare i rifiuti prodotti all’interno di Metallurgica Abruzzese nella fase di zincatura a caldo del filo, perché da un lato si avrà la certezza della qualità delle matte di zinco utilizzate e la costanza delle loro caratteristiche (non dovendosi rifornire ogni volta da differenti produttori, con cicli produttivi e impianti differenti e, quindi, con una composizione del prodotto in ingresso diverso), dall’altro si ridurrà l’impatto ambientale dell’approvvigionamento, in particolare per quanto riguarda la produzione di CO2 nella fase di trasporto.
  • Alluminio, ottenuto anch’esso possibilmente da scarti di lavorazione, anziché dal ciclo tradizionale del riciclaggio, poiché in tal modo è possibile controllare con maggior efficacia la qualità del metalli in ingresso.
  • Lega Zinco-Alluminio (normalmente conosciuta in ambito commerciale con il nome Galfan®), composta normalmente dal 95% di zinco e dal 5% di alluminio. Anche in tal caso, come per lo zinco, si utilizzeranno prevalentemente scarti di produzione interni.


1.3
Prove di produzione delle polveri di termospruzzatura utilizzando le pseudo-leghe identificate: setacciatura, macinazione e sferoidizzazione

Dopo il reperimento dei materiali sopra individuati, si è proceduto alla fase sperimentale per la produzione di polveri per termospruzzatura provenienti dai rifiuti metallici.

Poiché le aziende coinvolte nel progetto non avevano una forte competenza in tale campo, ci si è rivolti a un’azienda esterna, come previsto in progetto. I rapporti con questa azienda sono nati grazie all’attività di networking intrapresa nell’ambito del progetto LIFE.
Grazie alla loro esperienza e competenza, è stato possibile ottenere le polveri dai rifiuti direttamente in appositi mulini.

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Visti i risultati ottenuti, Metallurgica Abruzzese ha quindi deciso di dotarsi di un mulino per metalli e le polveri ottenute sono state quindi inviate all’Università degli Studi di Modena e Reggio Emilia (consulente esterno del progetto) per effettuarne la caratterizzazione.


1.4
Caratterizzazione delle polveri ottenute

Come detto, le polveri ottenute dalla fase di macinazione sono state inviate al Dipartimento di Ingegneria “Enzo Ferrari” dell’Università degli Studi di Modena e Reggio Emilia (consulente esterno del progetto) per la loro caratterizzazione. I primi risultati delle analisi hanno mostrato una parziale ossidazione delle sfere di alluminio, composte per il 92% da Al e dal 7% ca. da O e delle sfere di zinco, composte per il 56% da Zn e per il 42% da O.

Si sono inoltre caratterizzati trucioli di Zinco derivanti da altri cicli produttivi, per verificarne il possibile utilizzo nella produzione di polveri di zinco: questi hanno però mostrato, oltre all’attesa ossidazione, un importante contenuto di ferro.

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Si sono infine analizzate polveri di alluminio di tipo commerciale, nei quali non vi sono contaminazioni e il livello di ossidazione è pressoché nullo.

Il progetto è quindi proseguito con l’azione RICOPERTURA. Lo scopo principale di questa azione è quella di mettere a punto la tecnologia (termospruzzatura) in grado di assicurare un’ottimale ricopertura del filo metallico in transito.

L’azione è stata suddivisa in quattro diverse sotto-azioni:

  • 2.1: sviluppo del sistema di termospruzzatura per la deposizione delle leghe e pseudo-leghe Al-Zn sul filo;
  • 2.2: definizione dei parametri ottimali di termospruzzatura, per minimizzare l’overspray e garantire l’omogenea ricopertura del filo;
  • 2.3: prove di produzione del filo ricoperto e caratterizzazione del prodotto;
  • 2.4: progettazione e sviluppo del sistema di recupero dell’overspray per il riciclaggio interno.

Metallurgica Abruzzese ha quindi intrapreso attività di networking con un beneficiario di un altro progetto LIFE, che ha come core-business proprio l’attività di termospruzzatura.

Grazie alla disponibilità dell’azienda si sono quindi avviate delle prime prove di termospruzzatura, anche se con un solo ugello: i risultati ottenuti sono stati incoraggianti, anche se non sono stati ritenuti sufficienti per consentire la replicazione della tecnologia.
La tecnologia utilizzata (Air Plasma Spray), infatti, mal si sposa con le esigenze dimostrative del progetto, nonché con quelle successive di replicabilità e trasferibilità, legate soprattutto all’aspetto economico.

Si sono quindi prese in considerazione tutte le diverse tecniche di termospruzzatura: sotto questo nome ricadono infatti diverse tecniche di termodeposizione, che differiscono dal diverso modo di somministrare energia termica alle particelle da spruzzare, e possono essere racchiuse in tre categorie:

  • Plasma spraying
  • Combustion Spraying
  • Electric Wire-Arc

Dopo un’accurata analisi si è optato per l’adozione della tecnologia Electric Wire-Arc, che presenta anche il vantaggio di essere una tecnologia più economica delle altre.

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DISSEMINAZIONE DEI RISULTATI

Notice boards
Sono stati creati due tipi di cartelloni, recanti il logo LIFE, i riferimenti del progetto e una breve descrizione degli obiettivi da raggiungere. I cartelloni sono stati posizionati in punti strategici, con un’alta visibilità, in Metallurgica Abruzzese e SACME.

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Brochures
È stato creato e distribuito un pieghevole bilingue. Lo si può scaricare a questo link:
Life M&M Man and Metal

Events
Il 28 maggio 2016 abbiamo partecipato a un evento chiamato “Welcome to the LIFE Programme” organizzato dall’Università di Padova nel suo Dipartimento di Ingegneria Industriale, nell’ambito del Master in Gestione Ambientale. La giornata era stata strutturata in due parti: la prima parte era dedicata alla presentazione del programma LIFE e di diversi progetti LIFE (compreso il progetto LIFE M&M), e la seconda parte era stata dedicata alla sessione di networking per i beneficiari partecipanti all’evento.

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Il 27 e 28 giugno 2016 abbiamo partecipato all’evento chiamato “Platform Meeting on Circular Economy” tenuto a Milano. L’evento è stato una buona opportunità di distribuire il nostro materiale informativo e per attività di networking.

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